DE19604392A1 - Gasgenerator mit Hülsenprojektil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator für die Erzeugung von Druckgas zum Aufblasen eines Luftsackes in einem Airbagsystem, mit einer Brenn­ kammer, in der sich ein brennbares Treibmittel befindet und die innerhalb einer Druckkammer angeordnet ist, mit einem Druckfluid in der Druckkam­ mer, mit einer Berstvorrichtung, die eine luftsackseitige, zentrale axiale Aus­ strömöffnung der Druckkammer verschließt, um den vorzeitigen Austritt des Druckfluids aus der Druckkammer zu verhindern, und mit einer Zünd­ vorrichtung im Bereich der Brennkammer zum Zünden des Treibmittels.

Ein derartiger Gasgenerator ist durch die US 5,033,772 bekannt geworden.

Gasgeneratoren, zu denen auch Hybridgasgeneratoren zählen, dienen dazu, im Falle eines harten Aufpralls eines Kraftfahrzeuges eine Gasmischung zum Füllen eines Luftsackes zu erzeugen. Dieser Luftsack schützt einen Fahrzeug­ insassen vor dem Aufprall auf harte Fahrzeuginnenteile wie das Lenkrad oder die Seitenverkleidungen. Innerhalb dieser Gasgeneratoren ist im allge­ meinen eine auf pyrotechnische Art zu entzündende Treibstoffladung vor­ gesehen. Wenn durch einen Stromimpuls von der einen Fahrzeug-Crash er­ kennenden Sensorik eine Zündeinheit aktiviert wird, werden heiße Partikel erzeugt die dann auf die Oberfläche eines meist in Tablettenform vorlie­ genden Treibstoffes auftreffen. Dieser entzündet sich dann von selbst, brennt in der sogenannten Brennkammer unter einem hohen Druck ab und erzeugt das Treibgas. Das Treibgas strömt aus der Brennkammer aus und mischt sich mit einem inerten Vorratsgas, so daß innerhalb der sogenannten Druckkammer ein hoher Druck entsteht, der eine Berstvorrichtung zum Zerbrechen bringt. Anschließend kann die Gasmischung aus dem Gasgenera­ tor durch eine Ausströmöffnung ausströmen und den Luftsack aufblasen. Da keine reine Gasmischung, sondern eine Mischung aus flüssigen und festen Bestandteilen entsteht, wird die Gasmischung nach Verlassen der Vorrats­ kammer im allgemeinen durch eine Filterkammer geleitet, in der entspre­ chende Filtereinheiten vorgesehen sind. Dadurch wird die Gasmischung vor dem Austritt aus dem Gasgenerator gereinigt.

Innerhalb des aus der US 5,033,772 bekannten Gasgenerators ist die von der Druckkammer umgebene Brennkammer derart angeordnet, daß die Brenn­ kammer und die Druckkammer durch Austrittsöffnungen der Brennkammer unmittelbar im Bereich der Ausströmöffnung der Druckkammer mitein­ ander verbunden sind. Wenn nun eine Treibstoffladung mit Hilfe der Zündeinheit innerhalb der Brennkammer gezündet wird und abbrennt, ent­ steht ein Treibgas, das durch die Austrittsöffnungen in diesen Bereich der Druckkammer vor der Ausströmöffnung geleitet wird. Folglich erhöht sich der Druck auf die Gaseinrichtung, in der Regel eine zerbrechliche Berstschei­ be oder -folie, die die Ausströmöffnung nach Überschreiten eines Grenz­ druckes freigibt.

Aufgrund der Anordnung der Austrittsöffnungen der Brennkammer kann sich nur eine geringe Durchmischung des Treibgases mit dem Druckgas er­ geben. Bei dem bekannten Gasgenerator findet keine Integration des hei­ ßen Treibgasanteils in das Druckgas statt. Da sowohl die Brennkammer als auch die Druckkammer in der Regel zylinderförmig ausgebildet sind und die Druckkammer die Brennkammer umgibt, findet nach dem Ausströmen des Treibgases in das Druckgas keine Erhöhung des Innendrucks innerhalb der Druckkammer statt, die über den gesamten Bereich der Druckkammer kon­ stant ist. Es kommt daher zu einer partiellen Druckerhöhung im Bereich der Berstvorrichtung, so daß die Druckbeaufschlagung der Berstvorrichtung im wesentlichen durch das erzeugte heiße Treibgas stattfindet. Folglich ist die Berstvorrichtung einer hohen Temperaturbelastung ausgesetzt. Daher er­ folgt eine Freigabe der Ausströmöffnung nicht nur durch ein Zerbrechen der Bersteinrichtung, sondern auch durch deren Aufschmelzen. Somit ist nicht gewährleistet, daß eine stets gleichgroße Querschnittsöffnung zum Ausströmen des Gasgemisches freigegeben wird. Dies beeinträchtigt die Funktionsweise des gesamten Airbagsystems, da es zu einem zeitlich verzö­ gerten Druckanstieg innerhalb des Luftsackes des Airbagsystems kommt.

Durch die unmittelbare Anordnung der Austrittsöffnungen in der Brenn­ kammer im Bereich der Berstvorrichtung ist es daher auch notwendig, Fil­ terelemente und Abkühleinrichtungen im Bereich der Austrittsöffnungen anzuordnen, um den obengenannten Problemen vorzubeugen. Dies führt aber zu einer aufwendigen und teueren Ausgestaltung des Gasgenerators und beeinträchtigt andererseits die Durchmischung des entstandenen Treibgases mit dem Vorratsgas noch weiter.

Aus der EP 0 455 435 A1 ist ein Gasgenerator bekannt, bei dem im Falle eines Fahrzeugunfalls eine Trennwand einer Druckkammer zerstört wird, um das innerhalb der Druckkammer befindliche Gas in einen Luftsack ausströmen zu lassen. Die Zerstörung der Trennwand und die dadurch erfolgende Freigabe einer Ausströmöffnung werden durch eine mit Hilfe von Sensoren gesteuer­ te elektrische Zündeinrichtung bewirkt. Um weiteres Gas zum Aufblasen des Luftsackes nach liefern zu können, erfolgt eine zweite, zeitlich verzögerte Gasentwicklung durch das Entzünden einer Treibstoffladung. Dazu muß bei diesem Gasgenerator allerdings eine separate elektrische Zündeinrichtung zum Aufbrechen der Trennwand vorgesehen werden, da eine Zerstörung der Trennwand nicht durch den innerhalb der Druckkammer entstehenden Gasinnendruck erfolgen kann. Somit ist ein zusätzliches Bauteil nötig, das die Bauweise des bekannten Gasgenerators aufwendiger und komplizierter gestaltet und seine Fertigung verteuert.

Nach der Lehre der EP 0 539 872 A1 wird vorgeschlagen, eine Trennwand zwischen einer Brennkammer und einer Druckkammer, in der sich ein Flüs­ siggas befindet, durch einen beweglichen Kolben zu zerstören. Der Antrieb des Kolbens erfolgt durch ein innerhalb der Brennkammer in Folge eines Abbrandes einer Treibstoffladung entstehen des Treibgas. Da das Treibgas ei­ nerseits zum Antrieb des Kolbens und andererseits zum Entzünden des Flüs­ siggases genutzt wird, sind bei diesem Gasgenerator mehrere Strömungska­ näle notwendig, um das heiße Treibgas mit dem Flüssiggas zu mischen. Nach einer Verbrennung der Treibstoffladung in einem nachgeschalteten Ver­ brennungsraum gelangen die durch die Verbrennung der Treibstoffladung entstandenen Treibgase über Ausströmöffnungen in einen aufblasbaren Luftsack. Die Ausströmöffnungen sind immer geöffnet und nicht abgedeckt. Daher kann sich in einem Verbrennungsraum dieses Gasgenerators kein Druck aufbauen, der sich schlagartig in einen Luftsack durch gezielte und definierte Freigabe von Ausströmöffnungen bzw. durch das Ausströmen der Gasmischung abbauen kann.

Auch in der EP 0 604 001 ist ein Gasgenerator beschrieben, der eine Druck­ kammer mit einem darin befindlichen und unter Druck stehenden Gas auf­ weist. Im Bereich einer zerbrechlichen Trennwand der Druckkammer ist in­ nerhalb eines Brennkammerrohres ein Projektil beweglich gehalten. Mit Hil­ fe einer Zündeinrichtung wird zunächst ein Treibgas zur Beschleunigung des Projektils erzeugt. Anschließend wird eine an dem Projektil befindliche Zündladung ebenfalls entzündet, so daß das Projektil bei seiner weiteren Bewegung aus dem Brennkammerrohr heraus die Trennwand zerstört und als Träger des entzündeten Zündmaterials ein Entzünden des Druckgases in der Druckkammer ermöglicht. Hier sind ein zusätzliches Gehäuse, in wel­ chem die Druckkammer untergebracht ist und über dessen Öffnungen das ausströmende Gas den Luftsack aufbläst, und eine zusätzliche Halterung für die Druckkammer notwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Gasge­ nerator der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß er aus möglichst wenigen Bauteilen einfach und kompakt aufgebaut ist und dennoch ein schnelles und definiertes öffnen der Berstvorrichtung möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Brennkammer als ein Brennkammerrohr ausgebildet ist, auf dem ein hülsenförmiges Pro­ jektil in Richtung auf die Berstvorrichtung verschiebbar gelagert ist, daß die Brennkammer durch eine innere Trennwand des Hülsenprojektils im we­ sentlichen verschließbar ist, und daß das Hülsenprojektil in seiner der Berst­ vorrichtung abgewandten Teilhülse nahe der Trennwand radiale Austritts­ öffnungen aufweist.

Der erfindungsgemäße Gasgenerator hat damit den wesentlichen Vorteil, daß durch das Hülsenprojektil ein definiertes und maximales Öffnen der Berstvorrichtung möglich ist. Die hülsenartige Form des Projektils verlängert das Brennkammerrohr und erlaubt über die radialen Austrittsöffnungen ei­ ne einfache Einstellung des Strömungs- und Mischungsverhaltens des Treib- und Druckgases innerhalb der Druckkammer. Die radiale Trennwand des Hül­ senprojektils bildet eine Angriffsfläche für das in dem Brennkammerrohr erzeugte Treibgas, so daß die Trennwand und damit das Projektil mit dem Druck in dem Brennkammerrohr beaufschlagt werden, wodurch das Projek­ til in Richtung auf die Berstvorrichtung beschleunigt wird und diese zer­ stört. Dabei bewegt sich das Hülsenprojektil erst dann, wenn ein be­ stimmter Grenzdruck in der Druckkammer erreicht ist, der sich dann schlag­ artig in einen Luftsack durch gezielte und definierte Freigabe der Ausström­ öffnung bzw. durch das Ausströmen der Gasmischung abbauen kann. Wei­ terhin wird das aus der Druckkammer bzw. dem Gasgenerator austretende Mischgas über die gesamte Funktionsdauer erzeugt.

Diese Ausgestaltung des Projektils als Hülse führt aufgrund der Reduzierung der Anzahl von Einzelkomponenten zu einer vereinfachten, kompakten Bau­ weise und zu einer Gewichtsreduzierung. Weiterhin werden einfache Ver­ bindungstechniken möglich, die die Montage vereinfachen und eine modu­ lare Bauweise ermöglichen.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gasgenerators weist das Hülsenprojektil in seiner der Berstvorrichtung zu­ gewandten Teilhülse nahe der Trennwand radiale Eintrittsöffnungen auf. Das sich n der Druckkammer gebildete Gasgemisch aus Treibgas und Druck­ gas kann so in das Hülsenprojektil einströmen und durch dessen zentrale Öffnung aus der Ausströmöffnung der Druckkammer ausströmen. Durch diese Strömungsführung wird der Strömungsweg des Gasgemisches im Gas­ generator verlängert, wodurch eine exzellente Durchmischung des Treibga­ ses und des Druckgases gewährleistet ist. Das kalte, inerte Druckgas kann so das heiße Treibgas abkühlen, was zusätzliche Abkühleinrichtungen, beispiels­ weise Abkühlbleche und Filterelemente, nahezu überflüssig macht. Durch die Abkühlung des heißen Treibgases über den Temperaturausgleich mit dem Druckgas können feste Bestandteile innerhalb des austretenden Treib­ gases ebenso abgekühlt werden und beispielsweise an einer Gehäuseinnen­ wand der Druckkammer oder des Hülsenprojektils kondensieren.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das der Berstvorrichtung zugewandte Ende des Hülsenprojektils an seiner Um­ fangsfläche Vorsprünge auf, deren radialer Querschnitt breiter als die Aus­ strömöffnung der Druckkammer ist. Die Bewegung des Hülsenprojektils in­ nerhalb der Druckkammer wird durch diese Vorsprünge begrenzt, so daß das Hülsenprojektil in der Austrittsöffnung der Druckkammer "stecken" bleibt. Eine Auffangvorrichtung für das Hülsenprojektil ist nicht erforder­ lich, vielmehr bildet das Hülsenprojektil die Verlängerung des Brennkam­ merrohres. Die Vorsprünge müssen sich nicht über den gesamten Umfang des Hülsenprojektils erstrecken, so daß die Gasmischung auch durch die freien radialen Bereiche zwischen den Vorsprüngen strömen kann.

Besonders vorteilhaft ist es aber, wenn sich die Vorsprünge ringförmig über den gesamten Umfang des Hülsenprojektils erstrecken. Die Gasmischung kann dann nicht bzw. nur zu einem geringen Teil zwischen dem ringförmi­ gen Vorsprung und der Anschlagfläche der Druckkammerinnenwand ent­ weichen, so daß sich eine gezielte Strömungsführung, beispielsweise über die radialen Einströmöffnungen des Hülsenprojektils, und so eine aus dem Hülsenprojektil axial gerichtete Strömung ausbildet.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind radiale Austrittsöff­ nungen im Brennkammerrohr und im Hülsenprojektil vorgesehen, die zuein­ ander um die Verschiebungslänge des Hülsenprojektils bezüglich des Brenn­ kammerrohres innerhalb der Druckkammer axial versetzt angeordnet sind. Im aktivierten Zustand des Gasgenerators, d. h. bei verschobenem Hülsen­ projektil, liegen diese radialen Austrittsöffnungen dann genau überein­ ander und bilden zusammen eine radiale Austrittsöffnung für das Treibgas aus der Brennkammer in die Druckkammer hinein. Diese radialen Austritts­ öffnungen am Brennkammerrohr und an dem Hülsenprojektil können je­ weils auf deren gesamter axialer Länge ausgebildet sein, so daß in der Druckkammer eine frühzeitige Durchmischung des Treibgases mit dem Druckgas zu einer homogenen Druckmischung stattfindet. Wenn das Treib­ gas aus der Brennkammer durch diese radialen Austrittsöffnungen aus­ strömt, so muß es in axialer Richtung des Gasgenerators nahezu das gesam­ te Druckgas durchströmen, um zur Ausströmöffnung auf der anderen axia­ len Seite der Druckkammer zu gelangen. Dies gewährleistet eine exzellente Durchmischung des Treibgases und des Druckgases, so daß das kalte, inerte Druckgas das heiße Treibgas abkühlen kann. Dies macht zusätzliche Abkühl­ einrichtungen, wie Abkühlbleche und Filterelemente nahezu überflüssig. Durch die Abkühlung des heißen Treibgases über den Temperaturausgleich mit dem Druckgas können feste Bestandteile innerhalb des austretenden Treibgases ebenso abgekühlt werden und beispielsweise an einer Gehäuse­ innenwand der Druckkammer kondensieren. Da das erzeugte Treibgas durch die Austrittsöffnungen der Brennkammer gezielt und fein verteilt in das Druckgas abgegeben wird, kommt es an vielen Stellen innerhalb der Druck­ kammer zu einer Wechselwirkung zwischen dem Treibgas und dem Druck­ gas, so daß eine gleichmäßige Erhöhung des Innendrucks innerhalb der Druckkammer erfolgt. Aus diesen Gründen ist auch eine reproduzierbare Druckbeaufschlagung der Berstvorrichtung gewährleistet. Daher wird ein Luftsack des Airbagsystem unter reproduzierbaren Randbedingungen mit einem immer gleichen Druckanstieg und einem immer gleichen Innendruck aufgeblasen.

Ebenfalls bevorzugt sind Führungen, vorzugsweise aus Kunststoff, zwischen dem Brennkammerrohr und dem Hülsenprojektil vorgesehen. Diese Führun­ gen dienen zum einen als Abstandshalter, insbesondere während der Bewe­ gung des Hülsenprojektils, sowie zur Verminderung der zwischen diesen bei­ den Teilen auftretenden Reibung.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung dieser Ausführungsform sind die Füh­ rungen ringförmig und in entsprechenden Umfangsnuten in der Außenum­ fangsfläche des Brennkammerrohres ausgebildet. Zusätzliche Halterungen für Führungen sind daher im Gasgenerator nicht erforderlich. Außerdem minimieren die ringförmigen Führungen die Reibungsfläche und führen bei allseits beabstandeter Führung des Hülsenprojektils zu einem minimalen Rei­ bungswiderstand.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Hülsenprojektil am Brennkam­ merrohr lösbar befestigt. Erst wenn der in der Brennkammer erzeugte Druck einen gewissen Grenzwert erreicht, wird die Verbindung des Hülsen­ projektils an dem Brennkammerrohr gelöst, und das Hülsenprojektil öffnet die Berstvorrichtung.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die lösbare Befesti­ gung über eine Sollbruchstelle ausgebildet, die zwischen einer am Brenn­ kammerrohr fixierten Teilhülse und der verschiebbaren Teilhülse des Hül­ senprojektils angeordnet ist. Somit kann der zur Bewegung des Hülsenpro­ jektils erforderliche Grenzdruck definiert an dem Hülsenprojektil selbst ein­ gestellt werden. Eine solche Einstellung ist beispielsweise bei einer Halte­ rung des Hülsenprojektils über ein Brennkammerrohr nur begrenzt möglich.

Alternativ zu dieser Ausführungsform ist es aber auch möglich, daß das Hül­ senprojektil durch eine formschlüssige oder eine stoffschlüssige Verbindung an dem Brennkammerrohr lösbar befestigt ist. Durch die Wahl der Ver­ bindung kann der zur Bewegung des Hülsenprojektils erforderliche Grenz­ druck ebenfalls festgelegt werden, der zum Beschleunigen des Hülsen­ projektils in Richtung auf die Berstvorrichtung erforderlich ist.

In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform entspricht die axiale Länge des auf dem Brennkammerrohr aufliegenden Teils des Hülsenprojektils etwa der axialen Länge des Brennkammerrohres, so daß das Hülsenprojektil über einen großen Teil seiner Länge im aktivierten Zustand des Gasgenerators an dem Brennkammerrohr gehalten ist und unerwünschte Vibrationen des Hül­ senprojektils vermieden werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist eine weitere Zündvor­ richtung im Bereich der Ausströmöffnung außerhalb der Druckkammer an­ geordnet. Dadurch lassen sich zweistufige Hybridgasgeneratoren durch eine z. B. filterseitige Anbindung einer weiteren pyrotechnischen Heizladung ein­ fach realisieren.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzäh­ lung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.

Die Erfindung ist im Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figuren zeigen stark schematisiert ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ge­ genstandes und sind nicht notwendigerweise maßstäblich zu verstehen. Es zeigen:

Fig. 1 einen teilweisen Längsquerschnitt durch einen Gasgenerator; und

Fig. 2 ein Detail einer zweiten Ausführungsform eines Gasgenerators in ei­ nem Teilausschnitt.

In Fig. 1 ist ein Gasgenerator 10 von der Seite in einem teilweise längs aufge­ schnittenen Zustand gezeigt. Der Gasgenerator 10 besteht im wesentlichen aus einer Brennkammer 11 mit einem als Brennkammerrohr 12 ausgebilde­ ten Brennkammergehäuse 12, das von einer Druckkammer 13 mit einem Druckkammergehäuse 14 umgeben ist. In der Druckkammer 13 befindet sich ein unter Druck (z. B. unter einem Innendruck von ca. 220 bar) stehendes Druckgas, das im allgemeinen aus 97% Argon und 3% Helium besteht. Ein luftsackseitiges Ende 15 des Druckkammergehäuses 14 verjüngt sich konisch und bildet eine Ausströmöffnung 16. Diese Ausströmöffnung 16 ist bei dem in der Fig. 1 gezeigten, nicht-aktivierten Zustand des Gasgenerators 10 durch eine Berstmembran 17 verschlossen. In dem Brennkammerrohr 12 be­ findet sich ein in Tablettenform vorliegender Feststoff-Treibstoff 18. An dem der Berstvorrichtung 17 abgewandten Ende des Brennkammerrohres 12 ist eine pyrotechnische Zündeinheit 19 angeordnet.

Der pyrotechnische Anteil des Gasgenerators 10 ist damit in der Druckkam­ mer 13, bespielsweise in einer Druckgasflasche integriert, d. h., die einzelnen pyrotechnischen Elemente (Anzünder, evtl. Anzündmischung, Treibstoff) sind vom Medium in der Druckkammer 13 und dem in der Druckkammer 13 herrschenden Innendruck von ca. 220 bar umgeben.

Auf dem Brennkammerrohr 12 ist ein Hülsenprojektil 20 verschiebbar gela­ gert. In dem in Fig. 1 gezeigten, nicht-aktivierten Zustand des Gasgenerators 10 verschließt eine innere Trennwand 21 des Hülsenprojektils 20 die der Berstmembran 17 zugewandte Brennkammeröffnung 22 der Brennkammer 11. Diese Trennwand 21 teilt das Hülsenprojektil 20 in eine der Berstmem­ bran 17 zugewandte Teilhülse 20a und eine abgewandte Teilhülse 20b. Im Bereich der Brennkammeröffnung 22 ist zwischen dem Brennkammerrohr 12 und der Trennwand 21 eine Dichtung vorgesehen. Des weiteren können, wie in dem Teilausschnitt der Brennkammerwand 12 gemäß Fig. 2 darge­ stellt ist, in an der Außenfläche des Brennkammerrohres 12 angeordnete Umfangsnuten ringförmige Kunststoff-Führungen 23 eingelegt werden, die zur Beabstandung und Führung des Hülsenprojektils 20 gegenüber dem Brennkammerrohr 12 dienen. Außerdem verringern solche Kunststoff-Füh­ rungen 23 die zwischen dem Hülsenprojektil 20 und dem Brennkammerrohr 12 auftretenden Reibungskräfte.

Nahe seiner Trennwand 21 weist das Hülsenprojektil 20 in seiner der Berst­ membran 17 abgewandten Teilhülse 20b radiale Austrittsöffnungen 25 und in seiner der Berstmembran 17 zugewandten Teilhülse 20a radiale Eintritts­ öffnungen 26 auf. An dieser Teilhülse 20a ist ein ringförmiger Vorsprung 27 angeordnet. Dabei verlaufen die einander zugewandten Flächen des Vor­ sprunges 27 und der Innenwand des konischen Endes 15 des Druckkammer­ gehäuses 14 parallel zueinander. Das äußere Hülsenende 20c der der Berst­ membran 17 abgewandten Teilhülse 20b ist mit dem Brennkammerrohr 12 unverschiebbar, beispielsweise über eine Preßpassung oder entsprechende Vorsprünge (nicht gezeigt) verbunden. Falls diese Preßpassung druckdicht ist, kann auf die oben beschriebene Dichtung 24 verzichtet werden. Eine Sollbruchstelle 29 ist im Umfang des Hülsenteils 20b, 20c ausgebildet und bricht auf, wenn eine bestimmte Axialkraft zwischen den beiden Teilhülsen 20b, 20c an der Sollbruchstelle 29 wirkt.

Schließlich kann auch auf eine druckdichte Verkapselung mittels der Dich­ tung 24 oder des Hülsenteils 20c verzichtet werden, so daß der Treibstoff 18 unter dem Druck der Druckkammer 13 steht, wodurch ein verbessertes Ab­ brandverhalten erzielt wird.

An dem Ende 15 des Druckkammergehäuses 14 ist ein Filterkammergehäuse 30 über eine Kerbverbindung 31 formschlüssig mit dem Druckkammerge­ häuse 14 verbunden. Das Filterkammergehäuse 30 bildet eine Filterkammer 32 und weist radiale Austrittsöffnungen 33 auf, die von einem Filter 34 in dem Filterkammergehäuse 30 abgedeckt sind.

Wenn eine in Fig. 1 nicht gezeigte Sensorik des Airbagsystems einen Fahr­ zeugunfall mit einem harten Aufprall des Fahrzeugs erkennt, wird die Zünd­ einheit 19 des Gasgenerators 10 aktiviert, so daß sich die Treibstoffladung 18 innerhalb der Brennkammer 11 entzündet und abbrennen kann. Durch den Abbrand der Treibstoffladung 18 entsteht ein Treibgas, wodurch der Druck im Brennkammerrohr 11 ansteigt. Die die Brennkammeröffnung 22 ver­ schließende Trennwand 21 des Hülsenprojektils 20 wird mit dem in der Brennkammer 11 herrschenden Druck beaufschlagt, der so auch auf die Soll­ bruchstelle 29 an den Teilhülsen 20b, 20c wirkt. Bei einem entsprechend ho­ hen Druck in der Brennkammer 11 bricht daher die Sollbruchstelle 29 auf, und das nun - bis auf die Teilhülse 20c - bewegliche Hülsenprojektil 20 wird, ggf. von den Führungen 24 im Brennkammerrohrgehäuse 14 geführt, axial in Richtung auf die Berstmembran 17 beschleunigt. Das Hülsenprojektil 20 durchbricht mit seinem vorderen Ende die Berstmembran 17. Die Bewe­ gung des Hülsenprojektils 20 wird gestoppt, wenn der Vorsprung 27 in Anla­ ge an das konische Ende 15 des Brennkammergehäuses 14 kommt.

Durch die axiale Verschiebung des Hülsenprojektils 20 bilden die Austrittsöff­ nungen 25 des Hülsenprojektils 20 eine Verbindung zwischen Brennkammer 11 und Druckkammer 13, so daß das unter Druck stehende Treibgas aus der Brennkammer 11 in die Druckkammer 13 einströmen und sich dort mit dem Druckgas zu einem Gasgemisch vermischen kann. Dieses Gasgemisch strömt aus der Druckkammer 13 über die Eintrittsöffnungen 26 in der Teilhülse 20a in diese ein und axial weiter durch die Ausströmöffnung 16 in die Filterkam­ mer 32 ein. Aus dieser Filterkammer 32 strömt das Gasgemisch aus den ra­ dialen Öffnungen 33 des Filterkammergehäuses 30 in Richtung auf einen Luftsack (nicht gezeigt) aus, wobei es vor seinem Austritt aus der Filterkam­ mer 32 durch den Filtereinsatz 34 gereinigt wird. Der ringförmige Vorsprung 27 liegt dabei an der Innenseite des Druckkammergehäuses 14 zwar nicht gasdicht an, so daß ein Teil des Gasgemisches aus der Druckkammer 13 auch zwischen dem Vorsprung 27 und dem Druckkammergehäuse 14 austreten kann. Der auf diese Weise austretende Teil des Gasgemisches ist aber ver­ nachlässigbar gering, so daß das Treibgas über den vorbeschriebenen Strö­ mungsweg aus der Druckkammer 13 ausströmt.

Fig. 2 zeigt eine zusätzliche Ausgestaltung des Brennkammerrohres 12 und des Hülsenprojektils 20. Radiale Austrittsöffnungen 40 im Brennkammerrohr 12 und radiale Austrittsöffnungen 41 im Hülsenprojektil 20 sind im nicht-aktivierten Zustand des Gasgenerators 10, d. h. bei nicht verschobe­ nem Hülsenprojektil 20 axial versetzt ausgebildet. Dieser axiale Versatz ent­ spricht genau der Verschiebung des Hülsenprojektils 20 bezüglich dem Brennkammerrohr 12 im aktivierten Zustand des Gasgenerators 10. Wenn das Hülsenprojektil 20 sich um diesen Betrag verschiebt, liegen die beiden radialen Austrittsöffnungen 40, 41 genau übereinander, so daß das in der Brennkammer 11 befindliche Treibgas über diese Austrittsöffnung 40, 41 in die Druckkammer 13 eintreten kann. Vorzugsweise sind derartige Austritts­ öffnungen 40, 41 über die gesamte axiale Länge des Brennkammerrohres 12 und des Hülsenprojektils 20 ausgebildet, so daß es auf der gesamten axialen Länge des Brennkammerrohres 12 zu einer guten Durchmischung des Treib­ gases mit dem innerhalb der Druckkammer 13 befindlichen kalten und iner­ ten Druckgas kommt, was zu einer exzellenten Durchmischung beider Gase führt.

Ergänzend kann eine weitere Zündvorrichtung (nicht gezeigt) Im Bereich der Ausströmöffnung 16 außerhalb der Druckkammer 13 in der Filterkam­ mer 32 angeordnet sein. Dadurch können zweistufige Hybridgasgenerato­ ren durch eine z. B. filterseitige Anbindung einer weiteren pyrotechnischen Heizladung einfach realisiert werden.

Claims (12)

1. Gasgenerator (10) für die Erzeugung von Druckgas zum Aufblasen eines Luftsackes in einem Airbagsystem, mit einer Brennkammer (11), in der sich ein brennbares Treibmittel (18) befindet und die innerhalb einer Druckkam­ mer (13) angeordnet ist, mit einem Druckfluid in der Druckkammer (13), mit einer Berstvorrichtung (17), die eine luftsackseitige, zentrale axiale Aus­ strömöffnung (16) der Druckkammer (13) verschließt, um den vorzeitigen Austritt des Druckfluids aus der Druckkammer (13) zu verhindern, und mit ei­ ner Zündvorrichtung (19) im Bereich der Brennkammer (11) zum Zünden des Treibmittels (18), dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (11) als ein Brennkammerrohr (12) ausgebildet ist, auf dem ein hülsenförmiges Projektil (20) in Richtung auf die Berstvorrichtung (17) verschiebbar gelagert ist, daß die Brennkammer (11) durch eine innere Trennwand (21) des Hülsenpro­ jektils (20) i.w. verschließbar ist, und daß das Hülsenprojektil (20) in seiner der Berstvorrichtung (17) abgewandten Teilhülse (20b) nahe der Trennwand (21) radiale Austrittsöffnungen (25) aufweist.

2. Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hülsen­ projektil (20) in seiner der Berstvorrichtung (17) zugewandten Teilhülse (20a) nahe der Trennwand (21) radiale Eintrittsöffnungen (26) aufweist.

3. Gasgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das der Berstvorrichtung (17) zugewandte Ende (20a) des Hülsenprojektils (20) an seiner Umfangsfläche Vorsprünge (27) aufweist, deren radialer Querschnitt breiter als die Ausströmöffnung (16) der Druckkammer (13) ist.

4. Gasgenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor­ sprünge (27) sich ringförmig über den gesamten Umfang des Hülsenprojek­ tils (20) erstrecken.

5. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß radiale Austrittsöffnungen (40; 41) im Brennkammerrohr (12) und im Hülsenprojektil (20) vorgesehen sind, die zueinander um die Ver­ schiebungslänge des Hülsenprojektils (20) bezüglich des Brennkammerroh­ res (12) innerhalb der Druckkammer (13) axial versetzt angeordnet sind.

6. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Führungen (23), vorzugsweise aus Kunststoff, zwischen dem Brennkammerrohr (12) und dem Hülsenprojektil (20) ausgebildet sind.

7. Gasgenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führun­ gen (23) ringförmig sind und in entsprechende Umfangsnuten in der Außen­ umfangsfläche des Brennkammerrohres (12) eingefügt sind.

8. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Hülsenprojektil (20) am Brennkammerrohr (12) lösbar befestigt ist.

9. Gasgenerator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Befestigung über eine Sollbruchstelle (29) ausgebildet ist, die zwischen einer am Brennkammerrohr (12) fixierten Teilhülse (20c) und der verschiebbaren Teilhülse (20b) des Hülsenprojektils (20) angeordnet ist.

10. Gasgenerator nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Hülsenprojektil (20) durch eine formschlüssige oder eine stoffschlüssige Ver­ bindung an dem Brennkammerrohr (12) lösbar befestigt ist.

11. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die axiale Länge des auf dem Brennkammerrohr (12) auf­ liegen den Teils des Hülsenprojektils (20b, 20c) etwa der axialen Länge des Brennkammerrohres (12) entspricht.

12. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine weitere Zündvorrichtung im Bereich der Ausström­ öffnung (16) außerhalb der Druckkammer (13) angeordnet ist.